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  • cshub研究人员正在路面的未来造型给运输部门帮助他们保持路面的网络,同时降低成本。

    cshub研究人员正在路面的未来造型给运输部门帮助他们保持路面的网络,同时降低成本。

    照片:克里斯·罗/ pexels

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通过预测未来提高路面的网络

cshub研究人员正在路面的未来造型给运输部门帮助他们保持路面的网络,同时降低成本。

cshub研究者们已经开发了一个模型路面养护不确定性,考虑到未来的性能和更低的成本提高。


记者联系

安德鲁·洛根
电子邮件: alogan@mit.edu
电话:617-715-5104
bt365手机app的混凝土可持续发展中心

随着各地4180000英里在美国的道路,规划似乎是路面养护一个艰巨的过程。

目前,交通运输(点)的部门往往依赖于过去的实践或专家的意见,以使维护决策。但与维修为美国一个$ 420十亿积压公路,传统的方法,这些都变得不那么有效。相反,点需要更多的量化他们的途径来管理预算紧张和修复老龄问题的道路。

在最近的一次 运输研究的一部分C:新兴技术,MIT混凝土可持续性集线器(cshub)的研究人员郭Fengdi,杰里米格雷戈里,和伦道夫Kircha在提出一种这样的方法,被称为概率治疗路径依赖(TPDP)。 TPDP执行比传统型号的,就需要其中的10%的额外的年度预算达到的网络性能在给定的情况下研究相同的水平。

不确定性:研究人员通过cshub面对从传统机型的关注许多羞于关键ESTA实现。

舒适的不确定性 

随着不确定性充满铺路。从路面到材料价格的下降,点不能确定是什么东西看起来像在5年,10或20年。更重要的是,预测并纳入这类不确定性的可以证明挑战 - 那这么多车型优惠够它完全。

传统上,大多数车型权衡网络的每个段选择最好的一个成本和维护决策的好处。他们的分析往往会考虑根据当年或一组固定的未来维持治疗的成本和收益,不考虑不确定性在分析期间。

“这可能意味着,他们计划维持在其生命过程中,每次以同样的方式铺装的新的细分市场,”郭说。 “这个问题是这是不可能的通常。随着时间的推移,变化的材料,路面的恶化速度,甚至在治疗路径的变化的价格 - 这是操作的顺序采取维护 - 将要求在原有的模型中未规定的治疗“

他们点了有效的管理网络,然后,他们更好地适应治疗的路径依赖和不确定性。

cshub研究试图建立一种新的模式,提供他们最为适应性。要做到这一点,他们在未来情景的考虑成千上万的治疗方案的。

他们的模型采用自下而上的方式,寻找在路面网络中的每个部分。对于每个段,它计算初始治疗和材料,价格每下降未来可能的场景。从那里,对于每个组合的最佳路径和充分的STI处理成本是初始和治疗已识别场景。

与所有在他们面前奠定了这些可能性,cshub然后,研究人员计算出 在结果的某种可能性 性能路面 - 路面的表面质量 - 初始治疗方案和未来情景的每个组合。他们允许捕获ESTA哪些治疗将有可能考虑到可能发生的所有变化中最可能的结果。对每个区间的模型,则两种治疗方案标识与可能的最佳 结果。

“为了这最后两个选项之间进行选择,”郭说,“我们的模型考虑的风险与每个和可用的预算,也是如此。”

在这种情况下,风险是指如何对治疗的实际业绩可能会与预期业绩的平均偏离。更方差和更极端的异常情况下,更大的风险。然而,这是一个权衡 - 一个高风险的治疗产生更好的性能还可以。

所以,它是由点以确定有多少风险采取愿意他们。和它的风险的最后两个选项决定了将每个它们段的路面网络中选择的那个级别。

摊铺实践

在一些案例研究讨论了他们的论文,cshub研究人员分析风险程度影响了治疗的选择在他们的模型,以及他们的模式如何与传统的模型如何。他们发现,当点是在一个细分市场的表现冒着意外的结果不太反感,他们的模型赞成该段,这是一个更便宜的治疗选择较薄的沥青覆盖。避险情绪上升的,然而,情况正好相反。更贵的车型取而代之的青睐混凝土覆盖和段的完整重建。

怎么会?

它归结为材料价格。

“不像沥青,混凝土有无趋于降低价格波动郭解释说。这意味着点可以可靠地预测具体多少将花费治疗。 ESTA防止那种预计发生可能在沥青价格意外增加成本超支“。

在相同的权衡OCCURS路面性能。

“虽然风险较高的治疗提供更好的性能效果可能,它更可能的结果会有所不同的那些,”郭说。 “在另一方面,-风险更低的治疗将提供更一致的性能 - 尽管这可能会稍微降低性能。”

最终,模型研究人员发现,在适度风险厌恶和沥青和混凝土的混合有最好的结果,因为表现平平,他们可以优化性能和可变性。

研究人员随后用TPDP模型相比,它们的中等风险,以传统的成本效益方法下使用目前的点。

经过20年的分析周期,TPDP发现自己的模型进行比传统模型更好。

而传统的模型优化成本和性能可能会在短期内,它没有预测未来的不确定性。导致更频繁的ESTA,更便宜的治疗方法,初步改善的结果,但在糟糕的性能和随时间成本较高所致。

相反,模型TPDP拍了长远的眼光。它占了它的不确定性,并作为结果,更好的预期和适应未来的变化。

这意味着ESTA投入巨资前面在几个关键的,网络的频繁使用的部分。其结果是,整个网络的性能和成本优势并没有表现,直到后来在分析周期。到那个时候,所需要的网络更简单,更便宜的治疗方法通常较少。

事实上,对于成本效益模型以及执行TPDP模型,点就必须10%以上20年花费超过给出的案例研究。

在未来,郭和他的同事们希望扩大他们的分析整个美国道路系统。除了成本和性能,他们打算来衡量铺路决定对环境的影响,以及。

面对不确定性是困难的。随着他们的最新型号,但cshub研究者做到这一点。相反贴现的不确定性,他们面对它硬碰硬。和必然,点可以减少积压,并很快想到更好的道路。


主题: 混凝土可持续发展中心, 基础设施, 运输, 研究, 土木与环境工程, 工程学院

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